supervisory system of control and acquisition of Dados - Petrobra
A critique of the current application of instruments for automation and telecommunications
Ferreira, Joaquim Alves | Mello, Peter Berndt de Souza | Guimarães, Jefferson
Ferreira, J. A., Mello, P. B. S., & Guimarães, J. (2008). Aplicação de corrente crítica a instrumentação, automação e telecommunicações: A critique of the current application of instruments for automation and telecommunications. Paper presented at PMI® Global Congress 2008—Latin America, São Paulo, Brazil. Newtown Square, PA: Project Management Institute.
This paper presents the most important aspects of the development of a methodology for the monitoring and control of the construction and assembly for the Data Acquisition and Supervisory Control System of Urucu-Coari-Manaus Gas Pipeline. This pipeline will cross 676 km of Amazon forests and it will transport over 10,500,000 Nm3/day of natural gas. We started from the understanding and detailing of all the scope of services necessary to the implementation of the system, with information to the point of discovering all the necessary activities for the delivery of each and every equipment used in the system. Due to the complexity of work to be accomplished, we first searched for a planning and controlling tool that could be sufficient for the task and we chose to adopt the Spider Project Professional software from the Russian Spider Management Technologies. The company and tool are specialized in the optimization of resources in scheduling and not only adherent to the best practices found in the Project Management Institute, but also compatible with the application of the Theory of Constrains in Projects, or Critical Chain Management. This methodology was created to be applied to the PETROBRAS unity of IENOR (responsible for all projects involving gas, energy and pipeline transportation in the North of Brazil). Our main goal is to deliver a Project Management Information System capable of helping the standardization of executive procedures and the retention of technical competencies of all people involved.
Apresentamos os pontos notáveis no desenvolvimento de uma metodologia para o acompanhamento e controle dos serviços de construção e montagem do Sistema Supervisório de Controle e Aquisição de Dados (SCADA) do Gasoduto Urucu–Coari–Manaus, que atravessa 676 km de floresta amazônica e tem capacidade para transportar 10.500.000 Nm3/dia de gás natural. Iniciamos pelo levantamento e estratificação de todo o escopo dos serviços necessários à implementação deste sistema, identificando e detalhando as atividades a serem realizadas para viabilizar a entrega de cada equipamento ou instrumento. Diante da complexidade, efetuamos uma pesquisa em busca da ferramenta para o planejamento e controle, concluindo pelo uso do Spider Project Professional, software para gerenciamento de projetos do fabricante russo Spider Management Technologies (SMT), especializado em otimização de uso de recursos e scheduling, aderente às recomendações do Project Management Institute (PMI) e compatível com as aplicações da Teoria das Restrições (TOC, Theory of Constrains) em projetos, ou Corrente Crítica, de maneira a prover um meio informatizado à equipe de fiscalização Esta metodologia foi estabelecida no âmbito da IENOR (Implementação de Empreendimentos para o Norte; unidade da Engenharia da Petrobras que tem por missão implementar empreendimentos de gás, energia e transporte dutoviário na região norte do Brasil), provendo-lhe um meio eficiente de gestão, o aprimoramento e a retenção de competências, bem como a padronização de seus procedimentos executivos.
Nosso trabalho teve por objetivo estabelecer um método para o planejamento de projetos que possibilite a gestão de seus componentes fundamentals e assim prover procedimentos executivos para a IENOR.
Estabelecemos como modelo de prototipação o acompanhamento e controle dos serviços de construção e montagem do sistema SCADA.
Iniciamos nossa abordagem por algumas questões fundamentais, entre as quais:
Quais são os vínculos e as atividades relevantes para a definição do escopo dos serviços de construção e montagem deste sistema?
Como se deve estratificar este escopo, de forma a garantir uma gestão de qualidade associada a dados capazes de aprimorar o planejamento?
Como evidenciar a importância capital de efetuar a identificação e gestão dos recursos?
Como estabelecer a medição dos serviços executados (controle: Plano X Real) no ambiente inóspito da região amazônica, onde não existe infra-estrutura para sistemas de comunicação de dados de forma sincronizada (online)?
Como convencer a empresa contratada a fazer uso de um software desconhecido para o planejamento e controle de suas atividades em uma missão crítica?
O sistema SCADA do Gasoduto Urucu – Coari – Manaus
O sistema SCADA tem por finalidade prover o gasoduto Urucu-Coari-Manaus de controle seguro e capaz de operar os seus elementos a partir do centro de controle operacional da TRANSPETRO, que fica localizado na cidade do Rio de Janeiro a mais de 8.000 km do local, ser tolerante a falhas e, na hipótese de pane nos meios de comunicação remota, receber comando local em pontos especialmente estabelecidos. Em casos extremos, acionar o sistema de segurança de forma autônoma, garantindo a integridade e segurança.
Estratificação do escopo dos serviços de construção e montagem
Sites Disciplinas Tipos de Equipamento
24 unidades ao longo de 676 km Instrumentação 30
Cada "disciplina" é composta por um conjunto de equipamentos e instrumentos com características semelhantes que a define. Cada um destes equipamentos e instrumentos, que chamaremos de "Item", forma a parte menor do que será entregue.
No próximo passo, na busca da estratificação destes serviços, identificamos itens que apresentem características semelhantes em termos de atividades de construção e montagem; estes conjuntos (grupos de itens) são chamados de "Tipos".
Depois de identificadas as disciplinas, as atividades (processos de cada disciplina), os tipos de equipamentos e os instrumentos de cada disciplina, bem como as características de cada tipo em função de sua localização, é possível o estabelecimento da estratificação dos serviços de construção e montagem do sistema SCADA, classificando e relacionando cada item que compõe o escopo deste sistema em função destas características identificadas.
Figura 1 – Visão Parcial da Estrutura Contendo o Relacionamento entre Atividades e Tipos
Para o desenvolvimento desta etapa, os dados foram organizados e formatado em planilhas (Excel) devido à familiaridade dos envolvidos com esta ferramenta. Posteriormente, estes arquivos foram importados pelo Spider e formaram parte do banco de dados de nosso projeto.
O objetivo desta estratificação é permitir o detalhamento das atividades necessárias para o cumprimento do projeto, o que é obtido pela aplicação das seguintes ferramentas da qualidade:
Figura 2 – Diagrama de Ishikawa (GUIMARÃ ES et al, 2007) Mérito: Identificação dos componentes do processo, com foco nos "recursos"
Figura 3 – 5W2H (GUIMARÃES et al, 2007) Mérito: Mensuração dos componentes do processo, com foco nos "recursos"
O fundamento desta etapa é o estabelecimento de uma visão lógica e hierárquica, onde o "projeto" é formado por uma coleção de processos afins e cada um destes processos é formado por uma coleção de recursos pertinentes.
Em outras palavras, "recurso" é o elemento básico de formação do subconjunto "processo". Os processos, por sua vez, quando agrupados, formam o conjunto universo "projeto".
Assim, temos associado o fato de que estamos focando o componente elementar do projeto, em sistemas de informação teríamos a chamada "atomização" e, como baseamos todo o nosso planejamento neste nível, o erro, nossa única certeza, tende a ser pequeno e facilmente detectado, o que nos habilita a efetuar correções de rumo com precisão, com menor esforço e maior rapidez no tempo de resposta. É o estabelecimento do clássico princípio de "dividir para reinar".
Aplicação do software Spider Project Professional
O Spider Project Professional é um Sistema de Informação em Gerenciamento de Projetos que permite ampla coleta de informações em sistemas externos (planilhas, arquivos de texto, Project, mapa mental, etc.) e possui módulos de livre distribuição (sem custo) para a coleta de dados (medição) e a visualização de projetos e relatórios.
Além de permitir a guarda e distribuição de documentos e atividades, o Spider permite que se crie um projeto desde a montagem de sua estrutura analítica até o cronograma final, levando em consideração não não apenas escopo, custo e prazo (Triângulo de Ferro em Gerenciamento de Projetos), mas também a dimensão de "riscos", visto que permite a criação de cenários com três estimativas (pior caso, melhor caso e caso mais provável) e simulações contínuas com base em tendências e indicadores de sucesso (LIBERZON et al, 2006).
Um ponto forte da ferramenta é a possibilidade de utilização do conceito de "Corrente Crítica" para a otimização de cronogramas, tendo como base a restrição de recursos (limitação, disponibilidade e característica).
A partir do detalhamento das atividades em um nível que nos permita realizar uma análise 5W2H, podemos criar cronogramas otimizados usando um avançado algoritmo já disponível na ferramenta, que irá permitir identificar a reorganização do fluxo de atividades dentro do diagrama de rede, onde o atraso local pode representar um ganho global, onde uma determinada atividade ou fase é atrasada para que o recurso disponível possa adiantar outra fase ou atividade, com o intuito de provocar um ganho global (ARCHIBALD et al, 2006).
Para a implementação do escopo de serviços no software Spider Project Professional, aplicaremos a seguinte sistemática:
1 – Criação de uma Estrutura com: Níveis, Hierarquia, Precedências e Recursos;
2 – Criação de uma "Fragnet Padrão" para cada "Disciplina";
3 – Derivação da "Fragnet Padrão" para cada "Tipo", obtendo uma "Fragnet Especialista";
Figura 4 – "Fragnet Padrão" para o Tipo COMPVZ
Vemos que, com a aplicação da metodologia apresentada, o trabalho desenvolvido para um projeto passa então a poder ser aplicado em diversos outros projetos. A EAP (Estrutura Analítica do Projeto) é também uma "Fragnet" que possui diversos detalhes de um projeto, além da especialização de construção e montagem.
O grande volume de trabalho necessário para o desenvolvimento de um projeto com esta metodologia é realizado uma única vez, cada uma das diversas "Fragnets" para Instrumentação, Elétrica, Automação e Comunicação precisa ser cuidadosamente elaborada para que possa ser utilizada repetidas vezes no mesmo projeto. Tendo a noção de que cada atividade é, em última instância, um processo, precisamos entender então que a mão-de-obra, o material, o método, a máquina, o meio ambiente e a medição ("6 Ms" de Ishikawa) precisam estar descritos nestas atividades. Para apoiar este detalhamento, conferimos as informações com a aplicação de 5W2H. Em termos práticos, isso significa que, ao abrir a "Fragnet Instrumentação", devemos incluir os materiais, as máquinas e a mão-de-obra necessários à execução de cada uma de suas atividades. Os critérios de medição da atividade e detalhes quanto ao método e fluxo entre atividades para cumprir a meta também podem estar descritos em cada uma delas; uma estimativa inicial de tempo para a execução de cada atividade também irá apoiar a medição do avanço do projeto. Feitas estas inclusões, genericamente "recursos", obteremos um cronograma resultante que será a somatória das "Fragnets", organizadas por tipo e disciplina, e incluídas na EAP de todo o projeto.
O acompanhamento e controle do projeto, representado pelo cronograma resultante, pode ser feito com ferramentas conhecidas (exemplo: Curva-S). Abaixo, temos a evolução de custos devido à execução das "Atividades" (na realidade pelo consumo de recursos!).
Ilustração 1 – Registro de custos previstos com base na aplicação de cada atividade Fonte – Aplicação do Spider Project pela Petrobras/IENOR.
Também podemos fazer o acompanhamento e controle através da criação de indicadores do tipo previsto x realizado, específicos para cada uma das "Atividades" de construção e montagem, tais como: uso de materiais, aplicação de mão-de-obra, chuvas, disponibilidade de equipamentos, etc. A avaliação destes indicadores, isoladamente ou em conjunto, nos possibilita a previsão da produtividade para uma determinada "Atividade" (resultado de seus recursos!).
A estratificação do escopo dos serviços de construção e montagem do sistema SCADA do Gasoduto Urucu – Coari – Manaus e sua implementação no software, conforme a metodologia apresentada neste trabalho, possibilitará a geração de um planejamento e de uma estrutura analítica de projeto (EAP) padrão para projetos desta natureza.
A aplicação desta metodologia no processo de construção e montagem de sistemas SCADA, com o estabelecimento de vínculos entre as atividades de construção e montagem necessárias à instalação deste sistema, e destas atividades com os requisitos do nosso contrato de construção e montagem, que leva em consideração o grau de importância na evolução física do projeto e de seu conseqüente desembolso financeiro de cada atividade, gerará um banco de dados com as informações relevantes do processo de construção e montagem do nosso projeto.
O contrato em vigor não determina o uso de uma ferramenta comum entre a IENOR e a contratada, o que resulta na dificuldade de estabelecimento de uma linguagem e visão única para o trabalho, com dificuldades no planejamento e controle. Neste contexto, a introdução do Spider no cenário proporcionou também o estabelecimento de um denominador comum e, mesmo não previsto, o seu uso ocorreu de forma simbiótica, com ganhos aos envolvidos, especialmente para a medição dos serviços executados, que é realizada de forma integrada e inclusive assíncrona, uma característica muito bem recebida, devido à carência de infra-estrutura na floresta amazônica.
Um ponto fraco identificado é a carência de profissionais dotados de capacitação no software Spider, um risco conhecido e inexorável devido ao pouco tempo de sua chegada no Brasil. Este fato exige um plano de ação por parte da SMT (fabricante) e da X25 Tecnologia e Informática (representante), razão pelo qual vêm participado ativamente do desenvolvimento das atividades, não apenas com a equipe da PETROBRAS (IENOR), mas também em conjunto com as contratadas.
A manipulação de dados do banco de dados gerado com as informações relevantes dos processos do nosso projeto, através do Spider, proporciona obter programações periódicas dos serviços a serem executados, bem como a evolução destes, possibilitando à equipe de fiscalização fazer um acompanhamento contínuo do desempenho do contrato de construção e montagem.
A utilização de ferramentas de análise do Spider nos possibilita, entre outras facilidades, a identificação e reorganização do fluxo de atividades dentro de uma seqüência construtiva e a identificação e substituição de recursos compatíveis na busca da melhoria do resultado global, dando à equipe de fiscalização o controle efetivo da realização do contrato.
A metodologia apresentada neste trabalho contou com a participação de toda a equipe técnica que irá fiscalizar a construção do sistema SCADA, possibilitando à IENOR o desenvolvimento e a retenção das competências de sua equipe, e a sistematização destes conhecimentos com a padronização de seus procedimentos executivos.
Recomendamos, enfaticamente, que esta metodologia deva ser aplicada antes do processo de contratação das empresas construtoras, pois assim obteremos um cronograma físico para a obra mais realista, bem como planilhas de preços para o fornecimento de bens e serviços que representem mais fielmente o escopo de trabalho, e tudo de forma integrada.
Um dos benefícios de nosso trabalho é o estabelecimento de um modelo desenvolvido no campo e com o uso de contemporânea contemporanea a ser difundido em toda a PETROBRAS, que vive um ciclo de grande expansão e, entre outros empreendimentos, podemos citar a troca e ampliação de toda a malha dutoviária no estado de São Paulo, que será um grande consumidor do sistema SCADA..
Continuar a evolução da metodologia pelo aprimoramento deste modelo, de forma a estabelecer um padrão a ser difundido na PETROBRAS para uso em conjunto com seus parceiros.
Efetuar uma análise crítica para identificar qual é a melhor forma que associe o controle e a tendência de desempenho de um projeto, comparando EVA (Earned Value Analysis) x SDPM (Success Driven Project Management). Enquanto a primeira é uma técnica tradicional de mercado, que permite a identificação de diversos elementos relacionados ao progresso de um projeto, o SDPM é uma metodologia russa desenvolvida durante a época da Guerra Fria e só apresentada ao mercado internacional na década de 90. Através do SDPM, é estabelecido um relacionamento entre gerenciamento por restrições de recursos, aplicação de simulações e estimativas em três pontos, e o controle de projetos através do acompanhamento de um identificador chamado "Índice de Probabilidade de Sucesso".
De fato, quando trazemos para o contexto desta metodologia o uso do termo "Corrente Crítica", estamos fazendo referência ao desenvolvimento de um diagrama de redes em projetos baseado não apenas na seqüência lógica entre tarefas (Caminho Crítico de Tarefas), mas também no uso dos recursos (Caminho Crítico de Recursos), como preconizado pelo SDPM, que é – por similaridade de aplicação – uma versão russa do Método da Corrente Crítica de Goldratt. A vantagem do SDPM é a habilidade de desenvolver cálculos para o gerenciamento das reservas de projeto (buffers), com a comparação da situação atual de projeto com um cronograma pessimista, um otimista e um mais provável, permitindo que o Índice de Probabilidade de Sucesso seja mais eficiente do que os indicadores de performance de custo e prazo da Análise de Valor Agregado, porque leva em consideração o registro de riscos em projeto.
Quanto ao estágio atual de nosso trabalho – com base na visão proporcionada por mais uma ferramenta da qualidade – podemos dizer que estamos na etapa "A" do ciclo de PDCA e o momento é o de "Atuar/AGIR" na melhoria do processo.
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As apresentações (seminários) indicados acima podem ser acessadas pelo endereço: http://www.gestaoeprojetos.com/eventos.htm